“藍夢之旅”虛擬仿真藝術設計研究

梁正穎，蔣濤，張曉辰，陳杰聰，姜凱明，徐克，于世豪，高煥，張青榮

（江蘇海洋大學，江蘇 連云港 222005）

當今時代，海洋日益成為世界的焦點，海洋戰略地位正全方位提升。我國作為海洋大國，對海洋的探索是人類物質生存發展的重要引擎,人類將探索的成果總結到學科當中[1]。而跨學科的融合成為當前一種新的趨勢，學科與學科的交融，對于各學科的探索提供了新可能。隨著藝術與科學融合度的加劇，藝術設計與海洋生物科學相輔相成，能夠幫助人類更精準地了解和探索海洋生物的習性、特點及生態環境等。本文以人文藝術與工科的跨學科融合為背景，探索海洋生物科學與藝術在項目融合及設計創新上的更多可能性。

1 “藍夢之旅”的由來

“藍夢之旅”意為藍色夢想之旅程，是江蘇海洋大學藝術設計學院與海洋科學與水產學院跨專業合作研究命題，“藍夢之旅”團隊主要是借助數字媒體藝術領域的虛擬仿真設計、仿真媒體藝術創作等手段推廣海洋科學團隊師生在實驗培育海產品“日本囊對蝦”過程所研發的系列新科技成果。主要通過對仿真藝術作品的LOGO 設計、造型角色、場景設計、UI 界面設計等四個方面設計，構想海洋生物元素在藝術設計領域的創新思路。本文權作引玉之磚，以引起業界對生命科學仿真藝術設計的深入探討研究。

2 虛擬仿真藝術設計現狀

虛擬仿真作為基于計算機數字技術發展起來的一種革新的技術手段，因其形象、立體、能超強模擬現實環境、促進安全工程作業等特點，虛擬仿真技術在地產、醫學、軍事、教育實驗等領域有著廣闊的現實應用。雖然自發端以來虛擬仿真曾一度隸屬于工科范疇，但隨著圖像時代特色的愈發突出，虛擬仿真在很大程度上被作為促進科學信息與現代藝術相結合的手段，被藝術家們賦予有效的視覺藝術化表達，以提升虛擬仿真傳統工科作品的人文藝術內涵及藝術文化價值。

當下社會快速發展進程下，虛擬仿真技術的運用已經逐漸融入藝術設計領域。技術的革新促進藝術設計的發展迎來一個嶄新的春天，并在表現形式上體現出藝術創新內涵的多樣化。近些年，借助虛擬仿真新技術開發了多種云博物館、數字展廳、VR體驗展館等。例如，2022 年1 月諸多單位在青島聯合舉辦的元宇宙展，利用MR、3D、AR 等新興技術，搭建虛實結合的海洋場景，游客可以身臨其境地體驗一場海洋盛宴；2011 年，“數字敦煌”項目建成，該項目旨在借助虛擬仿真新科技手段讓大眾不再受地域交通的限制，身在何處都能暢快云體驗敦煌藝術瑰寶的魅力；2019 年4 月，位于上海的“深藍之境”海洋沉浸式體驗藝術展，這是一場集技術仿真與藝術于一體的光影互動之旅，讓觀眾身臨其境般感受到海洋的靜謐，同時揭示了海洋生態的不容樂觀，從而倡導海洋環保的意識。在藝術與科技雙學科的融合背景助推下，虛擬仿真在藝術設計領域的應用更趨向于營造一個模擬仿真人文藝術世界。

3 “藍夢之旅”仿真藝術設計

團隊項目“藍夢之旅”以海洋生物日本囊對蝦為基礎,通過搭建日本囊對蝦生長的不同階段模型及生活場景，并對海洋科學團隊正在研發的兩種新型培育模式展開仿真再現，以虛擬仿真交互漫游和CG 動畫兩種形式表現日本囊對蝦的生長發育特點、生活習性：在虛擬仿真交互漫游作品中，借助Unity 交互體驗模式，采用虛實結合的場景構建風格，科普日本囊對蝦的生長規律等科學常識；在CG 動畫作品中，主要采用科技發展與藝術化造型元素相融合的風格，以戲劇化情節刻畫日本囊對蝦的養殖生長。在進行藝術設計的整體構思，如何將海洋生物科學與數字藝術相互交融并促進科學傳播，如何將研究成果以大眾喜聞樂見的方式講述，這些問題貫穿整個課題研究中。

3.1 藝術設計之LOGO

團隊項目“藍夢之旅”的LOGO 設計秉承極簡主義，從海洋生物產品“日本囊對蝦”身上提取視覺符號[2]。使用對蝦明朗輕巧的外形、概括柔和的弧線以及有力的直線元素符號，搭配襯線體英文，使得整個視覺形象顯得明朗直觀。團隊小組最初設計了三套不同的LOGO 視覺風格（如圖1-3）。均統一注意到塑造符號的七大特性：獨特性、辨識度、延展性、記憶度、普適性、前瞻性和簡潔性[3]。

在三版不同風格樣式的LOGO 中，作品最終采納三角直線型設計方案(圖3）。整體LOGO 采用左右放置構圖，左邊為圖形解構重組的囊對蝦，由不同大小的三角形構成，三角形象征穩定、均衡，是一種奇特個性的圖案，以大小、形狀各異的三角形構成囊對蝦的身體和尾部，四條長短粗細不同的線條構成體膚紋路，便于拉開畫面層次；尤為突出的是加粗的三角，既從藝術角度抽象表示囊對蝦觸須，又站在科學角度象征數學符號。右方字母“BLUE DREAM”，在筆畫形式設計基礎上添加了海浪的表現元素，以傳達海洋文化創意構想。

3.2 藝術構想之角色

3.2.1 VR 虛擬仿真角色

“藍夢之旅”團隊對虛擬仿真藝術作品的風格定位趨于寫實主義，即構建多感官的仿真海洋世界。在構建角色對蝦時，考慮到對蝦的生長發育的七個過程，在設置不同階段幼體的體態、動作、色彩等方面有所區別。比如在產卵時期，搭建的幼卵呈半透明質感，宛若晶瑩剔透的露珠一般，以表示新生命的降臨。到了仔蝦成長壯大階段，角色的體態更趨向健壯形體，色彩飽和度也較高。而由于不同階段的幼體所生長的環境有所差異，不同階段的幼體所生長的環境所需的濕度、鹽度、純凈度等科學因素不同，在質感、強壯程度上也隨之做了相應調整。

3.2.2 CG 動畫的角色

CG 動畫作品的創作前期，團隊在原有對蝦造型的基礎上，對角色的肢體、五官進行擬人化處理。配合概括的圓滑曲線，軀干的靈巧加以變形虛擬化。CG 動畫中的虛擬角色可以起到對海洋世界的導游功能，讓觀眾在主角視角下感知體驗情節的跌宕起伏，進而科普囊對蝦生長規律等科學常識，為停留在平面視覺的文化知識增添“靈活”，徒增CG 動畫作品的童趣性。

3.3 藝術聯想之場景

場景設計作為直接影響用戶體驗以及劇情走勢的因素，必將成為虛擬仿真藝術設計的重點。本項目在場景的搭建上，根據對蝦生長階段的差異，設置了由前向后的梯度形式形成的通道，通道推進基于由簡至繁的原則，前后相連，層層深入，營造對蝦所居住生活的沙池場景。整個通道以巖石堆砌而成，在相鄰的沙池場景之間，使用巖石門洞進行分隔。巖石的設計區別于普通巖石，巖石上的斑駁印跡，起到點綴周圍環境的作用。隨著漫游的推進，每個梯度場景中的儀器設置也隨之發生變化。例如在對蝦生長過程中，需要控制不同的水溫、氧氣量等，那么養殖池中會配備加熱管、進水管和增氧設備。而為了做到科技創新與藝術創意的結合，團隊成員在這些科學設備的造型上做了藝術化的加工。以加熱水管為例，傳統的加熱水管外觀造型呈灰色管道。而設定場景中水管樣式有所改變。首先，造型上區別傳統筆直剛硬的水管造型，而成蜿蜒形態盤繞在巖石周圍。另外，色彩上為了區別巖石以及加強視覺沖擊，選用與巖石顏色互補的紅色系，色系的飽和度會與水溫的變化做相應的改變。例如，當剛孵化的無節幼體體力值較低，需要暖水流使體力值回升時，用戶操縱點擊加熱水管開始加熱，加熱水管的顏色從淡粉色逐漸轉為飽和度高的紅色，營造出變化過程的時間特征。

3.4 藝術應用之UI

在虛擬仿真作品中，UI 界面用于展示海洋生物發育階段、生活習性以及養殖過程注意事項等衍生知識，在人機實現交互時，界面會出現一定提示，因此，UI 界面需要與劇情需定、操作邏輯、畫面風格等進行統一。

3.4.1 UI 界面元素設計

界面元素的選擇，追求整體性原則。在設計時根據不同的科學知識，采用了與之相對應的界面系列符號。團隊成員首先確定了整體的UI 界面風格，提取項目LOGO 中所使用的三角形元素，配合點、線、面等符號元素來進行整體規劃，并且在版式上進行合理安排，處理元素之間的虛實、疏密關系，使得整體布局達到平穩、融合的設計特點。其次，對于不同場合以及不同的科學知識，提取科學知識對應的元素符號進行融合。譬如，在需要增減鹽度場合的提示界面，設計時融入相應的鹽度單位符號百分號；在需要調節溫度的界面中，邊框的設計靈感來源于溫度符號℃。

3.4.2 UI 界面色彩及風格設計

在UI 界面設計中，除了外觀造型，色彩具有重要的傳遞信息烘托氛圍的作用。界面的元素符號確定后，就需要對界面的色彩進行敲定。由于對蝦體被呈現紫褐色的紋路，尾部既有明艷的藍色又帶有活力的黃色，隨即提取出藍色和橙色，以在包容色彩的范圍中找尋不同，協調受眾的視覺心理，并做降低色澤透明度和飽和度的處理后，擬定UI 界面的色彩。另外，對于不同的科學知識符號也做了相應的特殊處理。以鹽度單位符號百分號（%）為例，在色彩上調整橙色的明度，生成紅棕色，調節顏色的深淺使得界面的色彩富有一定的層次感。

4 海洋生命科學仿真藝術前景

隨著海洋生命科學研究的不斷深入，需要借助更時尚、多元、科技化的傳播手段，以宣傳愈來愈紛繁多彩的海洋科技知識，豐富大眾海洋科普知識，提升海洋強國意識。作為海洋大國并把建設海洋強國為戰略目標的中國，對于海洋生命虛擬仿真藝術的研究在近些年有了豐富的展示形式和更大的展示空間。可以想象，在未來，當新興媒體技術與藝術相逢，海洋生物無需離開自己生活的家園，在透明的玻璃櫥窗建造的迷離海底世界與游人見面，而大眾可以通過數字化的手段和藝術化的表現形式，在在有溫度的作品中體驗海洋既自然又夢幻的唯美效果。希望我國在海洋生物科學與藝術領域的結合能夠獨樹一幟，從藝術的角度去詮釋科學之美，振興國家海洋文化，實現在繼承中創新發展海洋文化的新愿景。